DE102006021877A1 - Method for metering solid urea (CO (NH 2) 2) and apparatus for carrying out such a method - Google Patents

Method for metering solid urea (CO (NH 2) 2) and apparatus for carrying out such a method Download PDF

Info

Publication number
DE102006021877A1
DE102006021877A1 DE102006021877A DE102006021877A DE102006021877A1 DE 102006021877 A1 DE102006021877 A1 DE 102006021877A1 DE 102006021877 A DE102006021877 A DE 102006021877A DE 102006021877 A DE102006021877 A DE 102006021877A DE 102006021877 A1 DE102006021877 A1 DE 102006021877A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
urea
reactor
determined
reactor element
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102006021877A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102006021877B4 (en
Inventor
Martina Reichert
Leonhard Bartsch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Priority to DE102006021877A priority Critical patent/DE102006021877B4/en
Priority to EP07101318A priority patent/EP1854973B1/en
Publication of DE102006021877A1 publication Critical patent/DE102006021877A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102006021877B4 publication Critical patent/DE102006021877B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F01N3/208—Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. dosing of reducing agent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/206—Ammonium compounds
    • B01D2251/2067—Urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/06—Adding substances to exhaust gases the substance being in the gaseous form
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/10—Adding substances to exhaust gases the substance being heated, e.g. by heating tank or supply line of the added substance
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1453—Sprayers or atomisers; Arrangement thereof in the exhaust apparatus
    • F01N2610/146—Control thereof, e.g. control of injectors or injection valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/0602—Electrical exhaust heater signals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/18—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the system for adding a substance into the exhaust
    • F01N2900/1806—Properties of reducing agent or dosing system
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dosierung von festem Harnstoff (CO(NH<SUB>2</SUB>)<SUB>2</SUB>), insbesondere zur Verwendung als Reduktionsmittel für einen SCR-Katalysator, bei dem . der Harnstoff (3, 3'') in fester Form mittels einer Dosiereinheit einem Reaktor zugeführt wird und . der zugeführte Harnstoff (3', 3'') in Wechselwirkung mit einem beheizbaren Reaktorelement (1) des Reaktors im Rahmen einer thermolytischen Reaktion unter Energieeintrag in Ammoniak (NH<SUB>3</SUB>) und Isocyansäure (HNCO) aufgespalten wird. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens. Es soll ein Verfahren der oben genannten Art aufgezeigt wrden, das eine Dosierung des Harnstoffs mit einer größeren Genauigkeit ermöglicht. Erreicht wird dies mit einem Verfahren, bei dem . der für die thermolytische Reaktion aufgewendete Energieeintrag zumindest indirekt ermittelt wird, . die dem Reaktor zugeführte und mittels thermolytischer Reaktion aufgespaltene Harnstoffmenge unter Verwendung dieses zuvor ermittelten Energieeintrags bestimmt wird und . die auf diese Weise bestimmte Harnstoffmenge der Dosiereinheit als Eingangssignal bereitgestellt wird.The invention relates to a method for metering solid urea (CO (NH <SUB> 2 </SUB>) <SUB> 2 </SUB>), in particular for use as a reducing agent for an SCR catalytic converter, in which. the urea (3, 3 ″) is fed to a reactor in solid form by means of a metering unit and. the supplied urea (3 ', 3' ') is split into ammonia (NH <SUB> 3 </SUB>) and isocyanic acid (HNCO) in interaction with a heatable reactor element (1) of the reactor as part of a thermolytic reaction with input of energy. The invention also relates to a device for carrying out such a method. The aim is to show a method of the type mentioned above which enables the urea to be metered with greater accuracy. This is achieved with a process in which. the energy input expended for the thermolytic reaction is determined at least indirectly,. the amount of urea supplied to the reactor and split by means of a thermolytic reaction is determined using this previously determined energy input, and. the amount of urea determined in this way is provided to the metering unit as an input signal.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dosierung von festem Harnstoff (CO(NH2)2), insbesondere zur Verwendung als Reduktionsmittel für einen SCR-Katalysator, bei dem

  • • der Harnstoff in fester Form mittels einer Dosiereinheit einem Reaktor zugeführt wird, und
  • • der zugeführte Harnstoff in Wechselwirkung mit einem beheizbaren Reaktorelement des Reaktors im Rahmen einer thermolytischen Reaktion unter Energieeintrag in Ammoniak (NH3) und Isocyansäure (HNCO) aufgespalten wird.
The invention relates to a method for metering solid urea (CO (NH 2 ) 2 ), in particular for use as a reducing agent for an SCR catalyst, in which
  • The urea is supplied in solid form by means of a metering unit to a reactor, and
  • • The supplied urea in interaction with a heatable reactor element of the reactor as part of a thermolytic reaction with energy input into ammonia (NH 3 ) and isocyanic acid (HNCO) is split.

Nach dem Stand der Technik werden Brennkraftmaschinen zur Reduzierung der Schadstoffemissionen mit verschiedenen Abgasnachbehandlungssystemen ausgestattet.To The prior art are internal combustion engines for reduction Pollutant emissions with various exhaust aftertreatment systems fitted.

Zwar findet auch ohne zusätzliche Maßnahmen während der Expansion und des Ausschiebens der Zylinderfüllung bei einem ausreichenden hohen Temperaturniveau und dem Vorhandensein genügend großer Sauerstoffmengen eine Oxidation der unverbrannten Kohlenwasserstoffe (HC) und von Kohlenmonoxid (CO) statt. Diese Reaktionen kommen aber aufgrund der stromabwärts schnell abnehmenden Abgastemperatur und der infolgedessen rapide sinkenden Reaktionsgeschwindigkeit schnell zum Erliegen. Eventueller Sauerstoffmangel kann durch eine Sekundärlufteinblasung kompensiert werden. Jedoch müssen in der Regel besondere Reaktoren und/oder Filter im Abgastrakt vorgesehen werden, um die Schadstoffemissionen unter sämtlichen Betriebsbedingungen spürbar zu reduzieren.Though also without additional activities while the expansion and the expelling of the cylinder filling at a sufficient high temperature level and the presence of sufficiently large amounts of oxygen oxidation the unburned hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) instead. However, these reactions come quickly because of the downstream decreasing exhaust gas temperature and consequently rapidly decreasing Reaction speed quickly stopped. Possible lack of oxygen can by a secondary air injection be compensated. However, you have to usually special reactors and / or filters provided in the exhaust system be to pollutant emissions under all operating conditions noticeable to reduce.

Thermische Reaktoren versuchen, eine weitgehende Nachoxidation von HC und CO im Abgassystem zu erzielen, indem eine Wärmeisolation und ein ausreichend großes Volumen im Abgasrohr des Abgassystems vorgesehen sind. Die Wärmeisolation soll ein möglichst hohes Temperaturniveau durch Minimierung der Wärmeverluste sicherstellen, wohingegen ein großes Abgasrohrvolumen eine lange Verweildauer der Abgase gewährleistet. Sowohl die lange Verweildauer als auch das hohe Temperaturniveau unterstützen die angestrebte Nachoxidation. Für Dieselmotoren sind thermische Reaktoren aufgrund des grundsätzlich niedrigeren Temperaturniveaus nicht zielführend.thermal Reactors try to achieve extensive post-oxidation of HC and CO in the exhaust system, by providing a thermal insulation and sufficient great Volume are provided in the exhaust pipe of the exhaust system. The heat insulation should one possible ensure a high temperature level by minimizing heat losses whereas a big one Exhaust pipe volume ensures a long residence time of the exhaust gases. Both the long residence time and the high temperature level support the desired post-oxidation. For Diesel engines are thermal reactors due to the fundamentally lower Temperature levels not effective.

Aus den genannten Gründen kommen nach dem Stand der Technik bei Ottomotoren katalytische Reaktoren zum Einsatz, die unter Verwendung katalytischer Materialien, die die Geschwindigkeit bestimmter Reaktionen erhöhen, eine Oxidation von HC und CO auch bei niedrigen Temperaturen sicherstellen. Sollen zusätzlich Stickoxide reduziert werden, kann dies durch den Einsatz eines Dreiwegkatalysators erreicht werden, der dazu aber einen in engen Grenzen ablaufenden stöchiometrischen Betrieb (λ ≈ 1) des Ottomotors erfordert.Out the reasons mentioned come after the state of the art in gasoline engines catalytic reactors used, using catalytic materials, the increase the speed of certain reactions, an oxidation of HC and ensure CO even at low temperatures. Should also nitrogen oxides This can be reduced by using a three-way catalyst be achieved, but to a running within narrow limits stoichiometric Operation (λ ≈ 1) of the gasoline engine requires.

Dabei werden die Stickoxide NOx mittels der vorhandenen nicht oxidierten Abgaskomponenten, nämlich den Kohlenmonoxiden und den unverbrannten Kohlenwasserstoffen, reduziert, wobei gleichzeitig diese Abgaskomponenten oxidiert werden.In this case, the nitrogen oxides NO x are reduced by means of the existing unoxidized exhaust gas components, namely the carbon monoxides and the unburned hydrocarbons, wherein at the same time these exhaust gas components are oxidized.

Bei Brennkraftmaschinen, die mit einem Luftüberschuss betrieben werden, also beispielsweise im Magerbetrieb arbeitende Ottomotoren, insbesondere aber direkteinspritzende Dieselmotoren aber auch direkteinspritzende Ottomotoren, können die im Abgas befindlichen Stickoxide prinzipbedingt – d.h. aufgrund der fehlenden Reduktionsmittel – nicht reduziert werden. Zur Oxidation der unverbrannten Kohlenwasserstoffe (HC) und von Kohlenmonoxid (CO) wird daher ein Oxidationskatalysator im Abgassystem vorgesehen. Für eine spürbare d.h. ausreichende Konvertierung ist eine Mindesttemperatur – die sogenannte Anspringtemperatur – erforderlich, die beispielsweise zwischen 120°C bis 250°C betragen kann.at Internal combustion engines operated with excess air So, for example, working in lean-burn gasoline engines, in particular but direct injection diesel engines but also direct injection Otto engines, the In the exhaust gas located nitrogen oxides inherent - i. because of the missing Reducing agent - not reduced become. Oxidation of unburned hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) therefore becomes an oxidation catalyst provided in the exhaust system. For a noticeable i.e. sufficient conversion is a minimum temperature - the so-called Light-off temperature - required, the for example between 120 ° C up to 250 ° C can amount.

Die im Abgas befindlichen Stickoxide können mittels sogenannter Stickoxidspeicherkatalysatoren (LNT – Lean NOx Trap) reduziert werden. Dabei werden die Stickoxide zunächst – während eines mageren Betriebs der Brennkraftmaschine – im Katalysator absorbiert d.h. gesammelt und gespeichert, um dann während einer Regenerationsphase beispielsweise mittels eines unterstöchiometrischen Betriebs (beispielsweise λ < 0,95) der Brennkraftmaschine bei Sauerstoffmangel reduziert zu werden. Weitere innermotorische Möglichkeiten zur Realisierung eines fetten d.h. eines unterstöchiometrischen Betriebs der Brennkraftmaschine bietet die Abgasrückführung (AGR) und – bei Dieselmotoren – die Drosselung im Ansaugtrakt. Durch Nacheinspritzen von Kraftstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine und Ausschieben des nacheingespritzten, unverbrannten Kraftstoffes in die Abgasleitung während des Ladungswechsels kann das Abgas ebenfalls mit Reduktionsmitteln angereichert werden.The nitrogen oxides in the exhaust gas can be reduced by means of so-called nitrogen oxide storage catalysts (LNT - Lean NO x trap). The nitrogen oxides are first - during lean operation of the internal combustion engine - absorbed in the catalyst, ie collected and stored to then during a regeneration phase, for example by means of a substoichiometric operation (for example, λ <0.95) of the engine to be reduced in oxygen deficiency. Further internal engine options for realizing a rich ie a stoichiometric operation of the internal combustion engine provides the exhaust gas recirculation (EGR) and - in diesel engines - the throttling in the intake system. By injecting fuel into the combustion chamber of the internal combustion engine and expelling the nacheingespritzten, unburned fuel into the exhaust pipe during the charge cycle, the exhaust gas can also be enriched with reducing agents.

Auf innermotorische Maßnahmen kann verzichtet werden, wenn das Reduktionsmittel direkt in den Abgastrakt eingebracht wird, beispielsweise durch Einspritzen von zusätzlichem Kraftstoff in die Abgasleitung.On internal engine measures can be omitted if the reducing agent directly into the Exhaust tract is introduced, for example by injecting additional Fuel in the exhaust pipe.

Während der Regenerationsphase (deNOx)werden die Stickoxide freigegeben und im wesentlichen in Stickstoffdioxid (N2), Kohlenstoffdioxid (CO2) und Wasser (H2O) umgewandelt. Die Häufigkeit der Regenerationsphasen wird durch die Gesamtemission an Stickoxiden und die Speicherkapazität des LNT bestimmt. Die Temperatur des Speicherkatalysators (LNT) sollte vorzugsweise in einem Temperaturfenster zwischen 200°C und 450°C liegen, so dass einerseits eine schnelle Reduktion sichergestellt wird und andererseits keine Desorption ohne Konvertierung der wieder freigegebenen Stickoxide stattfindet, was durch zu hohe Temperaturen ausgelöst werden kann.During the regeneration phase (deNO x ), the nitrogen oxides are released and essentially converted into nitrogen dioxide (N 2 ), carbon dioxide (CO 2 ) and water (H 2 O). The frequency of the regeneration phases is determined by the total emission of nitrogen oxides and the storage capacity of the LNT. The temperature of the storage catalyst (LNT) should preferably be in a Temperature window between 200 ° C and 450 ° C, so that on the one hand a rapid reduction is ensured and on the other hand no desorption without conversion of the released nitrogen oxides takes place, which can be triggered by excessive temperatures.

Eine Schwierigkeit bei der Verwendung und insbesondere bei der Anordnung des LNT im Abgastrakt ergibt sich aus dem im Abgas enthaltenen Schwefel, der ebenfalls im LNT absorbiert wird und im Rahmen einer sogenannten Desulfurisation (deSOx) d.h. einer Entschwefelung regelmäßig entfernt werden muss. Hierfür muss der LNT auf hohe Temperaturen, üblicherweise zwischen 600°C und 700°C, erwärmt und mit einem Reduktionsmittel versorgt werden, was wiederum durch den Übergang zu einem fetten Betrieb der Brennkraftmaschine erreicht werden kann. Die Entschwefelung des LNT kann zur thermischen Alterung des Katalysators beitragen und die gewollte Konvertierung der Stickoxide gegen Ende seiner Lebensdauer nachteilig beeinflussen.Difficulty in the use and in particular in the arrangement of the LNT in the exhaust system results from the sulfur contained in the exhaust gas, which is also absorbed in the LNT and must be removed regularly in a so-called desulfurization (deSO x ) ie a desulfurization. For this purpose, the LNT to high temperatures, usually between 600 ° C and 700 ° C, heated and supplied with a reducing agent, which in turn can be achieved by the transition to a rich operation of the internal combustion engine. The desulfurization of the LNT can contribute to the thermal aging of the catalyst and adversely affect the desired conversion of nitrogen oxides towards the end of its life.

Grundsätzlich können zur Reduktion der Stickoxide auch selektive Katalysatoren – sogenannte SCR-Katalysatoren (Selective Catalytic Reduction) – eingesetzt werden, bei denen gezielt Reduktionsmittel in das Abgas eingebracht wird, um die Stickoxide selektiv zu vermindern. Als Reduktionsmittel kommen neben Ammoniak und Harnstoff auch unverbrannte Kohlenwasserstoffe zum Einsatz. Letzteres wird auch als HC-Anreicherung bezeichnet, wobei die unverbrannten Kohlenwasserstoffe – wie bereits für den Speicherkatalysator (LNT) weiter oben beschrieben – direkt in den Abgastrakt eingebracht werden oder durch eine Nacheinspritzung von zusätzlichem Kraftstoff in den Brennraum nach der eigentlichen Verbrennung zugeführt werden. Dabei soll der nacheingespritzte Kraftstoff nicht im Brennraum durch die noch ablaufende Hauptverbrennung oder aber durch die – auch nach Beendigung der Hauptverbrennung – hohen Verbrennungsgastemperaturen gezündet werden, sondern während des Ladungswechsels in den Abgastrakt eingeleitet werden.Basically, to Reduction of nitrogen oxides also selective catalysts - so-called SCR catalysts (Selective Catalytic Reduction) - used are introduced, in which targeted reducing agent in the exhaust gas is used to selectively reduce the nitrogen oxides. As a reducing agent In addition to ammonia and urea also unburned hydrocarbons for use. The latter is also referred to as HC enrichment, where the unburned hydrocarbons - as already for the storage catalyst (LNT) described above - directly be introduced into the exhaust system or by a post-injection from additional Fuel can be fed into the combustion chamber after the actual combustion. The nacheingespritzte fuel should not in the combustion chamber through the still running main combustion or by the - even after Termination of the main combustion - high combustion gas temperatures ignited be, but during the charge change into the exhaust tract be initiated.

Brennkraftmaschinen, die von einer Nacheinspritzung Gebrauch machen, sind aber von Hause aus sehr anfällig für eine Verdünnung bzw. Kontaminierung des Öls durch unverbrannte Kohlenwasserstoffe. In Abhängigkeit von der Quantität des nacheingespritzten Kraftstoffes und dem Einspritzzeitpunkt, gelangt ein mehr oder weniger großer Anteil des nacheingespritzten Kraftstoffes auf die Zylinderinnenwand und mischt sich dort mit dem anhaftenden Ölfilm. Anschließend gelangt der Kraftstoff zusammen mit dem Öl und dem Blow-by Gas in das Kurbelgehäuse und trägt so maßgeblich zur Ölverdünnung bei. Die Ölverdünnung nimmt mit steigender Kraftstoffmenge und Verschieben der Nacheinspritzung nach spät zu. Durch die Veränderung der Schmierstoffeigenschaften des Öls hat die Ölverdünnung maßgeblich Einfluss auf den Verschleiß und die Haltbarkeit d.h. die Lebensdauer der Brennkraftmaschine.Internal combustion engines, who make use of a post-injection, but are from home very vulnerable for one dilution or contamination of the oil by unburned hydrocarbons. Depending on the quantity of post-injection Fuel and the injection timing, arrives more or less greater Share of post-injected fuel on the cylinder inner wall and mixes there with the adhering oil film. Then arrives the fuel together with the oil and the blow-by gas in the crankcase and thus contributes significantly to the oil dilution. The oil dilution decreases with increasing fuel quantity and shifting the post-injection after late to. By the change In the lubricant properties of oil, oil thinning has a significant impact on wear and durability i.e. the life of the internal combustion engine.

Ähnlich wie bereits für die Reduzierung der Stickoxide vorgeschlagen, kann auch Kraftstoff direkt in den Abgastrakt eingebracht werden.Similar to already for The reduction of nitrogen oxides suggested may also be fuel be introduced directly into the exhaust system.

Es muss berücksichtigt werden, dass der Einsatz von zusätzlichem Kraftstoff, sei es aufgrund eines Überganges zu einem fetten Motorbetrieb oder aber infolge der Anreicherung des Abgases mit Kraftstoff, prinzipbedingt den Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine nachteilig beeinflusst. Insbesondere die Häufigkeit der Abgasanreicherung hat maßgeblichen und direkten Einfluss auf die zu diesen Zwecken eingesetzte Kraftstoffmenge und damit auf den Gesamtverbrauch. Wird die Abgasanreicherung mittels innermotorsicher Maßnahmen erzielt, ist man beim Betrieb der Brennkraftmaschine d.h. beim Einstellen der Betriebsparameter stark eingeschränkt.It must be considered be that the use of additional Fuel, whether due to a transition to a rich engine operation or due to the enrichment of the exhaust gas with fuel, in principle the fuel consumption of the internal combustion engine adversely affected. In particular, the frequency the exhaust gas enrichment has decisive and directly affect the amount of fuel used for these purposes and thus on the total consumption. If the exhaust gas enrichment means internal motor safe measures achieved, one is in the operation of the internal combustion engine. when adjusting the operating parameters severely limited.

Aus den genannten Gründen kommen zur Reduktion von Stickoxiden zunehmend SCR-Katalysatoren zum Einsatz, bei denen Ammoniak bzw. Harnstoff als Reduktionsmittel bereitgestellt wird.Out the reasons mentioned Increasingly, SCR catalysts are used to reduce nitrogen oxides Use in which ammonia or urea as a reducing agent provided.

Aufgrund der Toxizität von Ammoniak (NH3) wird Ammoniak nicht in Reinform in Kraftfahrzeugen bevorratet und als Reduktionsmittel bereitgestellt. Vielmehr wird häufig Harnstoff als Ausgangsprodukt zur Herstellung von Ammoniak verwendet. Denn Harnstoff kann unter Energieeintrag im Rahmen einer thermolytischen Reaktion in Ammoniak (NH3) und Isocyansäure (HNCO) aufgespalten werden, was durch die folgende Reaktionsgleichung beschrieben wird: CO(NH2)2 → NH3 + HNCO Die Isocyansäure (HNCO) kann dann in Anwesenheit von Wasser (H2O) zu Ammoniak (NH3) und Kohlendioxid (CO2) hydrolysiert werden gemäß folgender Reaktionsgleichung: HNCO + H2O → NH3 + CO2 Bei der Bereitstellung des Harnstoffs zur Herstellung von Ammoniak können nach dem Stand der Technik zwei grundsätzlich voneinander verschiedene Vorgehensweisen unterschieden werden.Due to the toxicity of ammonia (NH 3 ), ammonia is not stored in its purest form in motor vehicles and is provided as a reducing agent. Rather, urea is often used as a starting material for the production of ammonia. This is because urea can be split into ammonia (NH 3 ) and isocyanic acid (HNCO) with the input of energy during a thermolytic reaction, which is described by the following reaction equation: CO (NH 2 ) 2 → NH 3 + HNCO The isocyanic acid (HNCO) can then be hydrolyzed in the presence of water (H 2 O) to ammonia (NH 3 ) and carbon dioxide (CO 2 ) according to the following reaction equation: HNCO + H 2 O → NH 3 + CO 2 In providing the urea for producing ammonia, the prior art can distinguish two fundamentally different approaches.

Zum einen kann der Harnstoff in flüssiger Form d.h. als wässrige Lösung bevorratet und bereitgestellt werden. Die DE 197 27 268 C1 beschreibt ein Verfahren zur Überwachung der Reduktionsmitteldosierung bei einem SCR-Katalysator, um eine Aussage über die Funktionstüchtigkeit der Dosiereinrichtung zu erhalten, wobei der Harnstoff als wässrige Lösung in das Abgas vor dem SCR-Katalysator eingebracht wird.On the one hand, the urea can be stored and provided in liquid form, ie as an aqueous solution. The DE 197 27 268 C1 describes a method for monitoring the reducing agent metering in an SCR catalytic converter in order to obtain information about the functionality of the metering device, wherein the urea is introduced as an aqueous solution into the exhaust gas before the SCR catalytic converter.

Zum anderen besteht die Möglichkeit, den Harnstoff in fester Form zur Verfügung zu stellen, was mehrere Vorteile mit sich bringt. Die EP 1 338 562 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Ammoniak, wobei als Ausgangsprodukt Harnstoff in fester Form verwendet wird.On the other hand, there is the possibility to provide the urea in solid form, which brings several advantages. The EP 1 338 562 A1 describes a method and an apparatus for producing ammonia using as starting material urea in solid form.

Ein Vorteil ergibt sich aus dem Umstand, dass Harnstoff in fester Form weniger voluminös ist bzw. fester Harnstoff durch einen – im Vergleich zur wässrigen Lösung – höheren Ammoniakgehalt gekennzeichnet ist. Der Bevorratungsspeicher kann daher mit einem geringeren Speichervolumen ausgeführt werden, was insbesondere im Hinblick auf den Einsatz bei Kraftfahrzeugen einen wesentlichen Vorteil darstellt, bei denen ein möglichst dichtes und effektives Packaging angestrebt wird. Andererseits können – gleiche Volumina der Bevorratungsspeicher vorausgesetzt – die Intervalle, in denen der Speicher neu aufzufüllen ist, im Vergleich zu der Variante, bei denen der Harnstoff als wässrige Lösung bereitgestellt wird, verlängert werden.One Advantage stems from the fact that urea in solid form less voluminous is or solid urea by a - compared to the aqueous Solution - higher ammonia content is marked. The storage store can therefore with a lower storage volume to be executed, which in particular with regard to use in motor vehicles a substantial Advantage is where the most dense and effective Packaging is sought. On the other hand - same volumes of storage storage provided - the Intervals in which the memory is to be replenished, compared to the Variant in which the urea is provided as an aqueous solution can be extended.

Ein vermindertes Speichervolumen – eine gleichgroße zu bevorratende Menge an Ammoniak vorrausgesetzt – stellt auch deshalb einen wesentlichen Vorteil im Hinblick auf die Verwendung bei Kraftfahrzeugen dar, weil der höhere Ammoniakgehalt bzw. das Weglassen des Wassers als Lösungsmittel zu einem verminderten Gesamtgewicht des Kraftfahrzeuges führt, was direkten Einfluss auf den Kraftstoffverbrauch hat und zu einer Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs führt.One reduced storage volume - an equal to stockpile Quantity of ammonia is required - therefore also one significant advantage in terms of use in motor vehicles because the higher one Ammonia content or the omission of the water as a solvent a reduced total weight of the motor vehicle leads what has a direct impact on fuel economy and a reduction of fuel consumption leads.

Zudem muss berücksichtigt werden, dass eine wässrige Harnstoff-Lösung einen vergleichsweise hohen Gefrierpunkt hat und die Lösung bereits bei etwa 13°C von der flüssigen Form in die gefrorene d.h. feste Form übergeht. Dies erfordert aufwendige und kostenintensive Maßnahmen bzw. Einrichtungen zum Frostschutz bzw. zum Auftauen des Systems.moreover must be considered be that watery Urea solution has a comparatively high freezing point and the solution already at about 13 ° C from the liquid Form in the frozen i. solid form passes. This requires elaborate and costly measures or devices for frost protection or for thawing the system.

Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass die Bereitstellung des Harnstoffs in fester Form zur Reduzierung der Stickoxide in einem SCR-Katalysator gegenüber einer wässrigen Lösung zahlreiche Vorteile aufweist. Aus diesem Grund ist die Bereitstellung und Dosierung von festem Harnstoff Gegenstand der vorliegenden Erfindung.In summary can be stated that the provision of urea in solid form for the reduction of nitrogen oxides in an SCR catalyst across from an aqueous Solution numerous Has advantages. For this reason, the provision and dosage of solid urea subject of the present invention.

Nach dem Stand der Technik wird der Harnstoff dabei in Gestalt von kleinen Kügelchen – sogenannten Pellets – mittels eines beheizbaren Reaktorelementes in einem Reaktor aufgespalten. Als Reaktorelement kommt beispielsweise eine beheizbare Reaktorplatte zum Einsatz, wobei die für die Thermolyse erforderliche Energie beim Auftreffen der Harnstoffpellets auf die beheizte Reaktorplatte eingebracht wird. Die Harnstoffpellets verdampfen dabei.To In the prior art, the urea is in the form of small Beads - so-called Pellets - by a heatable reactor element in a reactor split. The reactor element is, for example, a heatable reactor plate used, with the for the thermolysis required energy when hitting the urea pellets is placed on the heated reactor plate. The urea pellets evaporate.

Schwierigkeiten bei der Verwendung von Harnstoffpellets und einer Dosierung mittels Zählen der zugeführten Pellets ergeben sich auch aufgrund der unterschiedlichen Größe und Dichte der einzelnen Harnstoffpellets, aber auch aufgrund einer gewissen Inhomogenität eines konkreten Pellets betreffend Dichte und Ammoniakgehalt, was eine genaue Dosierung des zur Reduktion der Stickoxide erforderlichen Harnstoffes erschwert. Insbesondere eine Überdosierung an Harnstoff ist zu vermeiden, da im Reaktor zuviel aufbereitetes Ammoniak, für das Stickoxide als Reaktionspartner nicht zur Verfügung stehen, den Abgastrakt unverändert durchläuft und in die Umgebung gelangt, was aufgrund der Toxizität des Ammoniaks unter allen Betriebsbedingungen zu verhindern ist.difficulties when using urea pellets and a dosage by means of Counting the supplied Pellets are also due to the different size and density the individual urea pellets, but also due to a certain inhomogeneity a specific pellet regarding density and ammonia content, what a precise dosage of the required for the reduction of nitrogen oxides Urea aggravates. In particular, an overdose of urea is to avoid, because in the reactor too much treated ammonia, for the nitrogen oxides are not available as reactants, the exhaust gas tract unchanged goes through and enters the environment, due to the toxicity of ammonia be prevented under all operating conditions.

Die Dosierung d.h. das Einbringen von Harnstoffpellets zur Abgasnachbehandlung erfolgt nach dem Stand der Technik nicht kontinuierlich, sondern intermittierend in diskreten Portionen. Die Funktionstüchtigkeit der Dosiereinheit und die Dosierung als solche können dabei lediglich indirekt überwacht werden, beispielsweise durch Messung der Stickoxidkonzentration (NOx) mittels NOx-Sensor im nachbehandelten Abgas, wobei eine Überdosierung nur unzureichend detektiert werden kann. Dabei bedient man sich der sogenannten Querempfindlichkeit des NOx-Sensor gegenüber Ammoniak.The metering ie the introduction of urea pellets for exhaust aftertreatment according to the prior art is not continuous, but intermittently in discrete portions. The functionality of the dosing unit and the dosage as such can only be monitored indirectly, for example, by measuring the nitrogen oxide concentration (NO x ) by means of NO x sensor in the aftertreated exhaust gas, with an overdose can be detected only insufficient. It uses the so-called cross sensitivity of the NO x sensor to ammonia.

Aus den genannten Gründen wird eine Fehlfunktion der Dosiereinheit, beispielsweise infolge einer Blockade des Dosiermittels, aber auch ein leerer Bevorratungsspeicher, erst dann detektiert, wenn die Konzentration der Stickoxide im nachbehandelten Abgas infolge fehlender Reduktion angestiegen ist.Out the reasons mentioned is a malfunction of the dosing unit, for example, as a result a blockage of the dosing agent, but also an empty storage reservoir, only detected when the concentration of nitrogen oxides in the aftertreated exhaust gas has increased due to lack of reduction.

Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Dosierung von festem Harnstoff (CO(NH2)2) aufzuzeigen, welches eine Dosierung des Harnstoffs mit einer größeren Genauigkeit ermöglicht als herkömmliche Verfahren nach dem Stand der Technik dies zulassen und das eine Überprüfung der Funktionstüchtigkeit der Dosiereinrichtung ermöglicht.Against this background, it is the object of the present invention to provide a method for metering solid urea (CO (NH 2 ) 2 ), which allows a metering of the urea with a greater accuracy than allow conventional methods of the prior art and the allows a review of the functionality of the metering device.

Eine weitere Teilaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens bereitzustellen.A Another subtask of the present invention is a device to carry out a to provide such method.

Gelöst wird die erste Teilaufgabe durch ein Verfahren zur Dosierung von festem Harnstoff (CO(NH2)2), insbesondere zur Verwendung als Reduktionsmittel für einen SCR-Katalysator, bei dem

  • • der Harnstoff in fester Form mittels einer Dosiereinheit einem Reaktor zugeführt wird, und
  • • der zugeführte Harnstoff in Wechselwirkung mit einem beheizbaren Reaktorelement des Reaktors im Rahmen einer thermolytischen Reaktion unter Energieeintrag in Ammoniak (NH3) und Isocyansäure (HNCO) aufgespalten wird, und das dadurch gekennzeichnet ist, dass
  • • der für die thermolytische Reaktion aufgewendete Energieeintrag zumindest indirekt ermittelt wird,
  • • die dem Reaktor zugeführte und mittels thermolytischer Reaktion aufgespaltene Harnstoffmenge unter Verwendung dieses zuvor ermittelten Energieeintrags bestimmt wird, und
  • • die auf diese Weise bestimmte Harnstoffmenge der Dosiereinheit als Eingangssignal bereitgestellt wird.
The first sub-problem is solved by a method for metering solid urea (CO (NH 2 ) 2 ), in particular for use as a reducing agent for an SCR catalyst, in which
  • The urea is supplied in solid form by means of a metering unit to a reactor, and
  • • the urea supplied is split in interaction with a heatable reactor element of the reactor as part of a thermolytic reaction with introduction of energy into ammonia (NH 3 ) and isocyanic acid (HNCO), and characterized in that
  • • spent on the thermolytic reaction energy input is determined at least indirectly,
  • The amount of urea fed to the reactor and split by means of thermolytic reaction is determined using this previously determined energy input, and
  • • the quantity of urea of the dosing unit determined in this way is provided as an input signal.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die für die Thermolyse erforderliche Energie bzw. Wärme bestimmt. Im Rahmen der Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen werden weiter unten noch verschiedene Möglichkeiten zur Bestimmung der Energie ausführlich erörtert.According to the inventive method is the for the thermolysis determines required energy or heat. As part of the Description of preferred embodiments Below are still different ways to determine the energy in detail discussed.

In Kenntnis der im Rahmen der Thermolyse ablaufenden endothermen chemischen Reaktionen, welche zur Aufspaltung des Harnstoffs führen, kann unter Berücksichtigung der eingetragenen d.h. verbrauchten Energie die mittels Thermolyse aufgespaltene Harnstoffmenge und damit die dem Reaktor zugeführte Harnstoffmenge bestimmt werden. Die auf diese Weise bestimmte Harnstoffmenge wird bei der weiteren Dosierung berücksichtigt, indem sie der Dosiereinheit als Eingangssignal zugeführt wird. D. h. die weitere Dosierung erfolgt in Kenntnis der bereits zugeführten Harnstoffmenge.In Knowledge of the thermochemical endothermic chemical Reactions which lead to the splitting of the urea, can under consideration the registered i. Consumed energy by means of thermolysis split urea and thus the amount of urea supplied to the reactor be determined. The amount of urea determined in this way becomes considered in the further dosage, by being supplied to the dosing unit as an input signal. Ie. the further dosage takes place with knowledge of the already supplied quantity of urea.

Ausgehend von der zugeführten Harnstoffmenge und unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die im Rahmen der Thermolyse neben Ammoniak gebildete Isocyansäure in einem weiteren Verfahrenschritt unter Anwesenheit von Wasser mittels Hydrolyse zu Ammoniak und Kohlendioxid umgewandelt wird, kann darüber hinaus die dem SCR-Katalysator zugeführte Ammoniakmenge bestimmt werden.outgoing from the supplied Amount of urea and taking into account the fact that in the course of thermolysis in addition to ammonia formed isocyanic in a further process step in the presence of water is converted to ammonia and carbon dioxide by hydrolysis, can over it In addition, the amount of ammonia fed to the SCR catalyst is determined become.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet damit die Überwachung der Funktionstüchtigkeit der Dosiereinheit. Wird keine Energie verbraucht, kann dies entweder als Indiz dafür gewertet werden, dass der Bevorratungsspeicher leer ist d.h. eine Zuführung von Harnstoff unmöglich ist, weil kein Harnstoff mehr vorhanden ist, oder der nicht erforderliche Energieeintrag muss als Fehlfunktion der Dosiereinheit interpretiert werden, die aus einer Blockade des Dosiermittels, beispielsweise einem Ventil, durch Harnstoffpellets oder einem Defekt des Dosiermittels selbst resultieren kann.The inventive method thus allows the monitoring the functionality the dosing unit. If no energy is consumed, this can either as an indication of that be judged that the storage storage is empty, i. a Feeding of Urea impossible is because there is no more urea, or not required Energy input must be interpreted as a malfunction of the dosing unit be, resulting from a blockage of the dosing agent, for example a valve, by urea pellets or a defect of the dosing agent itself can result.

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber herkömmlichen Verfahren ist aber, dass die Menge an zugeführtem Harnstoff bestimmt wird, eine Rücklührung dieser Information zur Dosiereinheit erfolgt und damit eine wesentlich genauere Dosierung ermöglicht wird. Dadurch können auch geringere Anforderungen an die Harnstoffpellets gestellt werden, was die Betriebskosten für die in Rede stehende Abgasnachbehandlung – nämlich die selektive katalytische Reduktion – senkt. Eine unterschiedliche Dichte und Größe der Pellets und Variationen im Ammoniakgehalt beeinflussen die Qualität d.h. die Genauigkeit der Dosierung nicht, da erfindungsgemäß die absolute zugeführte Harnstoffmenge bestimmt wird.Of the substantial advantage of the method according to the invention over conventional Method is, however, that the amount of supplied urea is determined a return of this Information about the dosing unit takes place and thus a significant allows more accurate dosage becomes. Thereby can lower demands are placed on the urea pellets, what the operating costs for the exhaust aftertreatment in question - namely the selective catalytic Reduction - lowers. A different density and size of the pellets and Variations in ammonia content affect the quality, i. the Accuracy of the dosage not, since according to the invention the absolute supplied Amount of urea is determined.

Dadurch wird die erste der Erfindung zugrunde liegende Teilaufgabe gelöst, nämlich ein Verfahren zur Dosierung von festem Harnstoff (CO(NH2) 2 ) aufzuzeigen, mit dem eine genauere Dosierung des Harnstoffs möglich ist als mit herkömmlichen Verfahren nach dem Stand der Technik.This solves the first sub-problem underlying the invention, namely a method for metering solid urea (CO (NH 2 ) 2 ), with which a more accurate metering of the urea is possible than with conventional methods of the prior art.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen gemäß den Unteransprüchen werden im folgenden erläutert.Further advantageous embodiments according to the subclaims explained below.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen

  • • die Temperatur T des Reaktorelementes erfasst wird,
  • • der Temperaturabfall ΔT des Reaktorelementes infolge der thermolytischen Reaktion des Harnstoffes bestimmt wird, und
  • • der aufgewendete Energieeintrag unter Verwendung dieses Temperaturabfalls ΔT des Reaktorelementes indirekt ermittelt wird.
Advantageous embodiments of the method, in which
  • The temperature T of the reactor element is detected,
  • The temperature drop ΔT of the reactor element is determined as a result of the thermolytic reaction of the urea, and
  • • The applied energy input is determined indirectly using this temperature drop .DELTA.T of the reactor element.

Die zur Aufspaltung des zugeführten Harnstoffs erforderliche Energie bzw. Wärme wird mittels eines beheizbaren Reaktorelements bereitgestellt d.h. in den Harnstoff eingetragen. Dabei wird die dem Harnstoff zugeführte Energie gleichzeitig dem Reaktorelement entzogen, was zu einem Temperaturabfall ΔT des Reaktorelementes führt. Die absolute dem Reaktorelement entzogene Wärmemenge kann mit Hilfe des zuvor bestimmten Temperaturabfalls ΔT und unter Berücksichtigung weiterer physikalischer Kennwerte des Reaktorelementes, beispielsweise der spezifischen Wärmekapazität des verwendeten Rektormaterials, berechnet werden. Dabei kann die Temperatur T beispielsweise mit einem Temperatursensor erfasst werden.The for splitting the supplied Urea required energy or heat is by means of a heated Reactor element provided i. entered in the urea. The energy supplied to the urea is simultaneously the Removed reactor element, resulting in a temperature drop .DELTA.T of the reactor element leads. The absolute amount of heat extracted from the reactor element can be determined with the aid of previously determined temperature drop ΔT and taking into account additional physical characteristics of the reactor element, for example the specific heat capacity of the rectifier material used, be calculated. In this case, the temperature T, for example, with a temperature sensor are detected.

Vorteilhaft sind auch Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen

  • • der elektrische Widerstand R des Reaktorelements überwacht wird, und
  • • die Änderung ΔR des Widerstandes R infolge eines Temperaturabfalls ΔT des Reaktorelementes, der durch die thermolytische Reaktion des Harnstoffes verursacht wird, bestimmt wird, und
  • • der aufgewendete Energieeintrag unter Verwendung dieser Widerstandsänderung ΔR des Reaktorelementes indirekt ermittelt wird.
Also advantageous are embodiments of the method in which
  • • the electrical resistance R of the reactor element is monitored, and
  • The change .DELTA.R of the resistor R is determined as a result of a temperature drop .DELTA.T of the reactor element caused by the thermolytic reaction of the urea, and
  • • The applied energy input is determined indirectly using this resistance change ΔR of the reactor element.

Diese Ausführungsform macht sich – wie die zuvor Beschriebene – den Umstand zunutze, dass sich dass Reaktorelement infolge des Wärmeentzuges im Rahmen der Thermolyse abkühlt. Dieser Temperaturabfall ΔT führt zu einer Änderung des elektrischen Widerstandes des Reaktorelementes, wobei diese Widerstandsänderung ΔR Rückschlüsse auf die dem Reaktorelement entzogene und dem Harnstoff zugeführte Wärmemenge zulässt.This embodiment takes advantage - as described above - the fact that that reactor element cools due to the heat extraction during the thermolysis. This temperature drop .DELTA.T leads to a change in the electrical resistance of the reactor element, said change in resistance .DELTA.R conclusions on the withdrawn from the reactor element and the urea supplied amount of heat permits.

Vorteilhaft sind dabei Ausführungsformen des Verfahrens, bei denen

  • • die Widerstandsänderung ΔR des Reaktorelementes in der Art bestimmt wird, dass das Reaktorelement an eine konstante Spannungsquelle angeschlossen wird und die Änderung ΔI eines durch das Reaktorelementes fließenden Stromes I infolge der Widerstandsänderung ΔR bestimmt wird.
In this case, embodiments of the method are advantageous in which
  • The resistance change ΔR of the reactor element is determined in such a way that the reactor element is connected to a constant voltage source and the change ΔI of a current I flowing through the reactor element is determined as a result of the resistance change ΔR.

Wird zur Erwärmung des Reaktorelementes eine Heizvorrichtung vorgesehen, sind Ausführungsformen des Verfahrens vorteilhaft, bei denen

  • • der Heizvorrichtung zur Aufspaltung des zugeführten Harnstoffs eine Solltemperatur vorgegeben wird,
  • • der zur Aufrechterhaltung der Solltemperatur erforderliche Energiebedarf der Heizvorrichtung bestimmt wird, und
  • • der aufgewendete Energieeintrag unter Verwendung des zur Aufrechterhaltung der Solltemperatur erforderlichen Energiebedarfs ermittelt wird.
If a heating device is provided for heating the reactor element, embodiments of the method are advantageous in which
  • The heating device is given a set temperature for splitting the urea fed in,
  • • the required energy to maintain the setpoint temperature of the heater is determined, and
  • • the energy input is determined using the energy required to maintain the setpoint temperature.

Bei der Solltemperatur kann es sich um eine Solltemperatur für das Reaktorelement oder aber um eine Solltemperatur für die Heizvorrichtung selbst handeln. Die dem Reaktorelement zum Zweck der Aufspaltung des Harnstoffes im Rahmen der Thermolyse entzogene Energiemenge und damit der in die Thermolyse investierte Energieeintrag kann bestimmt werden, indem der Energiebetrag ermittelt wird, der erforderlich ist, um den Temperaturabfall ΔT des Reaktorelementes zu kompensieren.at the setpoint temperature may be a setpoint temperature for the reactor element or act to a set temperature for the heater itself. The reactor element for the purpose of splitting the urea as part of the thermolysis deprived amount of energy and thus the in the Thermolysis invested energy input can be determined by the amount of energy is determined, which is required to the temperature drop .DELTA.T of the reactor element to compensate.

Die zweite der Erfindung zugrunde liegende Teilaufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Dosierung von festem Harnstoff als Reduktionsmittel für einen SCR-Katalysator, die

  • • einen Reaktor zur Aufspaltung von festem Harnstoff in Ammoniak (NH3) und Isocyansäure (HNCO) im Rahmen einer Thermolyse, und
  • • eine Dosiereinheit zur Zuführung von Harnstoffpellets zu diesem Reaktor, umfasst und dadurch gekennzeichnet ist, dass
  • • der Reaktor ein beheizbares Reaktorelement aufweist, um die für die Thermolyse erforderliche Wärmemenge in den Harnstoff einzutragen, und
  • • Mittel vorgesehen sind, mit denen die in den zugeführten Harnstoff eingetragene Wärmemenge bestimmbar ist.
The second sub-problem underlying the invention is achieved by a device for metering solid urea as a reducing agent for an SCR catalyst, the
  • A reactor for the decomposition of solid urea into ammonia (NH 3 ) and isocyanic acid (HNCO) as part of a thermolysis, and
  • A metering unit for supplying urea pellets to this reactor, and characterized in that
  • • The reactor has a heatable reactor element to enter the amount of heat required for the thermolysis in the urea, and
  • • means are provided with which the amount of heat introduced into the supplied urea can be determined.

Das für das erfindungsgemäße Verfahren Gesagte gilt in analoger Weise für die erfindungsgemäße Vorrichtung, weshalb auf die entsprechenden Ausführungen Bezug genommen wird.The for the inventive method applies analogously to the device according to the invention, why reference is made to the corresponding statements.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Dosiervorrichtung, bei denen das Reaktorelement mindestens einen beheizbaren Draht aufweist. Dieser mindestens eine Draht kann zu einer Wendel ausgebildet, aufgewickelt oder netzartig angeordnet sein. Dabei treffen die Pellets vorzugsweise von einer Seite auf die Wendel, Wicklung bzw. das Drahtnetz, durchströmen die Wendel bzw. das Drahtnetz und verlassen das Reaktorelement auf der anderen abgewandten Seite.Advantageous are embodiments the metering device, wherein the reactor element at least one having heatable wire. This at least one wire can a coil formed, wound or arranged like a net be. The pellets preferably strike from one side the helix, winding or the wire mesh, flow through the Wendel or the wire mesh and leave the reactor element on the other side away.

Vorteilhaft sind auch Ausführungsformen der Dosiervorrichtung, bei denen das Reaktorelement eine Reaktorplatte aufweist. Eine Reaktorplatte bietet Vorteile beim Eintragen der Wärme in den Harnstoff, da ein plattenförmiges Element eine vergleichsweise große Fläche bereitstellt, um einen Wärmeübergang vom Reaktorelement auf die Harnstoffpellets zu gewährleisten. Beim Auftreffen der Pellets auf die Platte verdampft der feste Harnstoff. Es folgt die thermolytische Aufspaltung.Advantageous are also embodiments the metering device, wherein the reactor element is a reactor plate having. A reactor plate offers advantages when entering the Heat in the urea, as a plate-shaped Element provides a comparatively large area to one Heat transfer from Reactor element to ensure the urea pellets. When striking of the pellets on the plate evaporates the solid urea. It follows the thermolytic decomposition.

Zur Bestimmung der zur Aufspaltung des Harnstoffes erforderlichen Energiemenge werden spezielle Mittel vorgesehen, wobei die Mittel entsprechend der jeweiligen Verfahrensvariante ausgebildet sind und im folgenden näher beschrieben werden.to Determination of the amount of energy required to break down the urea Special funds are provided, with appropriations the respective variant of the method are formed and in the following described in more detail become.

Vorteilhaft sind dabei Ausführungsformen der Dosiervorrichtung, bei denen

  • • ein Temperatursensor vorgesehen ist, mit dem die Temperatur T des Reaktorelementes erfassbar ist, und
  • • dieser Temperatursensor das Mittel darstellt, mit dem die eingetragene Wärmemenge bestimmbar ist.
In this case, embodiments of the metering device in which
  • A temperature sensor is provided, with which the temperature T of the reactor element can be detected, and
  • • This temperature sensor represents the means by which the registered amount of heat can be determined.

Dabei dient in einem ersten Schritt der Temperatursensor zur Erfassung des Temperaturabfalls Δ T des Reaktorelementes infolge der thermolytischen Reaktion, so dass der Temperatursensor das Hilfsmittel darstellt, mit dem die eingetragene Wärmemenge indirekt bestimmt wird. Die eingetragene Wärmemenge wird dann in einem zweiten Schritt unter Verwendung dieses Temperaturabfalls ΔT ermittelt.there serves in a first step, the temperature sensor for detection the temperature drop Δ T the reactor element due to the thermolytic reaction, so that the temperature sensor represents the aid with which the registered heat is determined indirectly. The registered amount of heat is then in a second step using this temperature drop .DELTA.T determined.

Vorteilhaft sind aber auch Ausführungsformen der Dosiervorrichtung, bei denen

  • • eine Spannungsquelle vorgesehen ist, an welche das Reaktorelement angeschlossen ist, und
  • • eine Strommesseinrichtung vorgesehen ist, mit der ein durch das Reaktorelement fließender Strom I messtechnisch erfassbar ist.
But are also advantageous embodiments of the metering device, in which
  • A voltage source is provided to which the reactor element is connected, and
  • A current measuring device is provided, with which a current I flowing through the reactor element can be detected metrologically.

Infolge des Temperaturabfalls ΔT ändert sich der elektrische Widerstand R des Reaktorelementes, so dass sich der durch das Reaktorelement fließende elektrische Strom infolge der Widerstandänderung – konstante Spannung vorrausgesetzt – ebenfalls ändert. Diese Stromänderung ΔI kann mit der vorgesehenen Strommessvorrichtung erfasst werden und zur Bestimmung der in den Harnstoff eingetragenen Energiemenge herangezogen werden.As a result of the temperature drop ΔT changes the electrical resistance R of the reactor element, so that the electric current flowing through the reactor element as a result of the change in resistance - constant voltage vorrausgesetzt - also changes. This current change .DELTA.I can be detected with the proposed current measuring device and used to determine the amount of energy entered into the urea.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen der Dosiervorrichtung, bei denen eine Heizvorrichtung zur Erwärmung des Reaktorelementes vorgesehen ist.Advantageous are embodiments the metering device, in which a heating device for heating the Reactor element is provided.

Vorteilhaft sind dabei Ausführungsformen der Dosiervorrichtung, bei denen eine Messeinrichtung vorgesehen ist, mit welcher der Energiebedarf der Heizvorrichtung messtechnisch erfassbar ist. Die von der Heizvorrichtung verbrauchte Energie d.h. der Energiebedarf kann zur Bestimmung des für die Thermolyse erforderlichen Energieeintrages genutzt werden.Advantageous are embodiments of the Dosing device in which a measuring device is provided, with which the energy requirement of the heater metrologically is detectable. The energy consumed by the heater i. The energy requirement can be used to determine the temperature required for the thermolysis Energy inputs are used.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsform gemäß den 1a und 1b näher beschrieben. Hierbei zeigt:In the following the invention with reference to an embodiment according to the 1a and 1b described in more detail. Hereby shows:

1a schematisch eine erste Momentaufnahme während der Durchführung des Verfahrens zum Zeitpunkt t1, und 1a schematically a first snapshot during the implementation of the method at time t 1 , and

1b schematisch eine zweite Momentaufnahme während der Durchführung des Verfahrens zum Zeitpunkt t2 = t1, + Δt. 1b schematically a second snapshot during the implementation of the method at time t 2 = t 1 , + .DELTA.t.

Bei den 1a und 1b handelt es sich um zwei Momentaufnahmen während der Durchführung des Verfahrens.Both 1a and 1b These are two snapshots during the procedure.

Dabei zeigt 1a das Reaktorelement 1 vor dem Aufprall eines Harnstoffpellets 3', während die in 1b dargestellte Momentaufnahme die Verfahrenssituation zu einem fortgeschrittenen Zeitpunkt t2 wiedergibt, nachdem das Harnstoffpellet 3'' auf das Reaktorelement 1 aufgeprallt ist.It shows 1a the reactor element 1 before the impact of a urea pellet 3 ' while the in 1b shown snapshot reproduces the process situation at an advanced time t 2 after the urea pellet 3 '' on the reactor element 1 bounced.

Zum Zeitpunkt t2 ist bereits Energie Q vom Reaktorelement 1 in das Harnstoffpellet 3'' eingetragen worden und die thermolytische Reaktion zur Aufspaltung des festen Harnstoffes 3', 3'' in Ammoniak (NH3) und Isocyansäure (HNCO) ist eingeleitet. Dabei verdampft der Harnstoffpellet 3'', was durch die Verdampfungswolke 5 angedeutet ist. Der Energieeintrag Q ist durch einen Doppelpfeil kenntlich gemacht.At time t 2 is already energy Q from the reactor element 1 into the urea pellet 3 '' and the thermolytic reaction for the decomposition of the solid urea 3 ' . 3 '' in ammonia (NH 3 ) and isocyanic acid (HNCO) is introduced. The urea pellet evaporates 3 '' what through the vaporization cloud 5 is indicated. The energy input Q is indicated by a double arrow.

Bei der in den 1a und 1b dargestellten Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist das Reaktorelement 1 als Reaktorplatte 2 ausgebildet. Die Reaktorplatte 2 weist eine vergleichsweise große Reaktionsfläche auf, um den Energieeintrag Q vom Reaktorelement 1 auf das Harnstoffpellet 3', 3'' zu vereinfachen bzw. zu unterstützen. Beim Einschlagen des Pellets 3', 3'' auf die Platte 2 verdampft der feste Harnstoff 3', 3''.In the in the 1a and 1b The device shown for carrying out the method is the reactor element 1 as a reactor plate 2 educated. The reactor plate 2 has a comparatively large reaction surface to the energy input Q from the reactor element 1 on the urea pellet 3 ' . 3 '' to simplify or support. When smashing the pellet 3 ' . 3 '' on the plate 2 the solid urea evaporates 3 ' . 3 '' ,

Um die zur Aufspaltung des Harnstoffes 3', 3'' erforderliche Energiemenge Q zu bestimmen, werden spezielle Mittel vorgesehen, wobei die in den 1a und 1b dargestellte Ausführungsform der Vorrichtung hierzu mit einer Strommesseinrichtung 4 ausgestattet ist, die den durch das Reaktorelement 1 fließenden Strom 1 messtechnisch erfasst. Das Reaktorelement 1 ist an eine Spannungsquelle angeschlossen (nicht dargestellt).To the decomposition of urea 3 ' . 3 '' To determine the required amount of energy Q, special means are provided, wherein the in the 1a and 1b illustrated embodiment of the device for this purpose with a current measuring device 4 equipped by the reactor element 1 flowing electricity 1 metrologically recorded. The reactor element 1 is connected to a voltage source (not shown).

Die dem Harnstoffpellet 3', 3'' zugeführte Energie Q wird der Reaktorplatte 2 entzogen, wodurch die Temperatur T der Reaktorplatte 2 von einer Temperatur Ta auf eine Temperatur Tb = Ta – ΔT abfällt.The urea pellet 3 ' . 3 '' supplied energy Q is the reactor plate 2 deprived, causing the temperature T of the reactor plate 2 from a temperature T a to a temperature T b = T a - ΔT drops.

Infolge des Temperaturabfalls ΔT ändert sich der elektrische Widerstand R des Reaktorelementes 1. Vor dem Aufprall des Harnstoffpellets 3', 3'' weist die Reaktorplatte 2 einen Widerstand Ra auf, während die Platte 2 nach dem Aufprall des Pellets 3', 3'' infolge Wärmeüberganges einen veränderten d.h. vergrößerten Widerstand Rb = Ra + ΔR hat.As a result of the temperature drop ΔT, the electrical resistance R of the reactor element changes 1 , Before the impact of the urea pellet 3 ' . 3 '' has the reactor plate 2 a resistor R a on while the plate 2 after the impact of the pellet 3 ' . 3 '' as a result of heat transfer has an altered ie increased resistance R b = R a + ΔR.

Der durch die Reaktorplatte 2 fließende elektrische Strom I ändert sich infolge der Widerstandänderung ΔR ebenfalls; Ia bzw. Ib. Diese Stromänderung ΔI kann mit der vorgesehenen Strommessvorrichtung 4 erfasst werden und dient zur Bestimmung der in den Harnstoffpellet 3', 3'' eingetragenen Energiemenge Q.The through the reactor plate 2 flowing electric current I also changes due to the resistance change ΔR; I a and I b . This current change .DELTA.I can with the proposed current measuring device 4 be detected and used to determine the urea pellet 3 ' . 3 '' entered amount of energy Q.

Anschließend kann die zugeführte und mittels thermolytischer Reaktion aufgespaltene Harnstoffmenge 3', 3'' unter Verwendung der zuvor ermittelten Energiemenge Q bestimmt werden, denn die zugrunde liegende Reaktionsgleichung zur Aufspaltung des Harnstoffs ist bekannt. CO(NH2)2 → NH3 + HNCO Subsequently, the supplied and split by means of thermolytic reaction amount of urea 3 ' . 3 '' be determined using the previously determined amount of energy Q, because the underlying reaction equation for the decomposition of urea is known. CO (NH 2 ) 2 → NH 3 + HNCO

Die zugeführte Harnstoffmenge kann dazu verwendet werden, die generierte Gesamtmenge an Ammoniak zu ermitteln. Die im Rahmen der Thermolyse neben Ammoniak gebildete Isocyansäure wird nämlich in einem weiteren Verfahrenschritt unter Anwesenheit von Wasser mittels Hydrolyse zu Ammoniak und Kohlendioxid umgewandelt.The supplied Urea amount can be used to generate the total amount to determine ammonia. The as part of the thermolysis in addition to ammonia formed isocyanic acid that is in a further process step in the presence of water converted by hydrolysis to ammonia and carbon dioxide.

Die Gesamtmenge an Ammoniak ist beispielsweise von Interesse, falls der Harnstoff als Reduktionsmittel zur Reduktion von Stickoxiden (NOx) einem SCR-Katalysator zugeführt wird.The total amount of ammonia is of interest, for example, if the urea is fed as a reducing agent for the reduction of nitrogen oxides (NO x ) an SCR catalyst.

Die auf diese Weise bestimmte Harnstoffmenge bzw. Ammoniakmenge wird der Dosiereinheit als Eingangssignal zugeführt und bei der weiteren Dosierung berücksichtigt, was eine sehr genaue Dosierung ermöglicht.The amount of urea or amount of ammonia determined in this way is fed to the dosing unit as an input signal and in the other Dosage taken into account, which allows a very accurate dosage.

11
Reaktorelementreactor element
22
Reaktorplattereactor plate
3'3 '
Harnstoffpellet vor Aufprallurea pellet before impact
3''3 ''
Harnstoffpellet nach Aufprallurea pellet after impact
44
StrommesseinrichtungCurrent measurement device
55
VerdampfungswolkeVaporization cloud
AGRAGR
AbgasrückführungExhaust gas recirculation
COCO
KohlenmonoxidCarbon monoxide
CO2 CO 2
Kohlendioxidcarbon dioxide
CO(NH2)2 CO (NH 2) 2
Harnstoffurea
deNOx deNO x
Reinigung des Speicherkatalysatorscleaning of the storage catalyst
deSOx deSO x
Desulfurisation, EntschwefelungDesulfurisation, desulphurization
HCHC
unverbrannte Kohlenwasserstoffeunburned hydrocarbons
HNCOHNCO
Isocyansäureisocyanic
H2OH 2 O
Wasserwater
II
Strom durch das Reaktorelementeselectricity through the reactor element
ΔI.DELTA.I
Stromänderungcurrent change
Ia I a
Strom vor dem Aufprall der Harnstoffpelletselectricity before the impact of urea pellets
Ib I b
Strom nach dem Aufprall der Harnstoffpelletselectricity after the impact of the urea pellets
NH3 NH 3
Ammoniakammonia
NOx NO x
StickoxideNitrogen oxides
LNTLNT
Lean NOx TrapLean NO x trap
QQ
Energieeintragenergy input
RR
Widerstand des Reaktorelementesresistance of the reactor element
ΔR.DELTA.R
Widerstandsänderungresistance change
Ra R a
Widerstand vor dem Aufprall der Harnstoffpelletsresistance before the impact of urea pellets
Rb R b
Widerstand nach dem Aufprall der Harnstoffpelletsresistance after the impact of the urea pellets
SCRSCR
Selective Catalytic ReductionSelective Catalytic Reduction
t1 t 1
Zeitpunkt vor dem Aufprall des Harnstoffpelletstime before the impact of the urea pellet
t2 t 2
Zeitpunkt nach dem Aufprall des Harnstoffpelletstime after the impact of the urea pellet
Δt.delta.t
Zeitdifferenz zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 Time difference between the times t 1 and t 2
TT
Temperatur des Reaktorelementestemperature of the reactor element
ΔT.DELTA.T
Temperaturänderungtemperature change
Ta T a
Temperatur vor dem Aufprall der Harnstoffpelletstemperature before the impact of urea pellets
Tb T b
Temperatur nach dem Aufprall der Harnstoffpelletstemperature after the impact of the urea pellets
λλ
Luftverhältnisair ratio

Claims (11)

Verfahren zur Dosierung von festem Harnstoff (CO(NH2)2), insbesondere zur Verwendung als Reduktionsmittel für einen SCR-Katalysator, bei dem • der Harnstoff (3', 3'') in fester Form mittels einer Dosiereinheit einem Reaktor zugeführt wird, und • der zugeführte Harnstoff (3', 3'') in Wechselwirkung mit einem beheizbaren Reaktorelement (1) des Reaktors im Rahmen einer thermolytischen Reaktion unter Energieeintrag in Ammoniak (NH3) und Isocyansäure (HNCO) aufgespalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass • der für die thermolytische Reaktion aufgewendete Energieeintrag zumindest indirekt ermittelt wird, • die dem Reaktor zugeführte und mittels thermolytischer Reaktion aufgespaltene Harnstoffmenge unter Verwendung dieses zuvor ermittelten Energieeintrags bestimmt wird, und • die auf diese Weise bestimmte Harnstoffmenge der Dosiereinheit als Eingangssignal bereitgestellt wird.Method for metering solid urea (CO (NH 2 ) 2 ), in particular for use as reducing agent for an SCR catalyst, in which the urea ( 3 ' . 3 '' ) is supplied in solid form by means of a metering unit to a reactor, and • the supplied urea ( 3 ' . 3 '' ) in interaction with a heatable reactor element ( 1 ) of the reactor in a thermolytic reaction under energy input into ammonia (NH 3 ) and isocyanic acid (HNCO) is split, characterized in that • the energy input used for the thermolytic reaction is determined at least indirectly, • the fed to the reactor and by means of thermolytic reaction split urea amount is determined using this previously determined energy input, and • the thus determined urea amount of the dosing unit is provided as an input signal. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass • die Temperatur T des Reaktorelementes (1) erfasst wird, • der Temperaturabfall ΔT des Reaktorelementes (1) infolge der thermolytischen Reaktion des Harnstoffes (3', 3'') bestimmt wird, und • der aufgewendete Energieeintrag unter Verwendung dieses Temperaturabfalls ΔT des Reaktorelementes (1) indirekt ermittelt wird.Method according to claim 1, characterized in that • the temperature T of the reactor element ( 1 ), the temperature drop ΔT of the reactor element ( 1 ) as a result of the thermolytic reaction of the urea ( 3 ' . 3 '' ), and • the energy input applied using this temperature drop ΔT of the reactor element ( 1 ) is determined indirectly. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass • der elektrische Widerstand R des Reaktorelements (1) überwacht wird, und • die Änderung des Widerstandes ΔR infolge eines Temperaturabfalls ΔT des Reaktorelementes (1), der durch die thermolytische Reaktion des Harnstoffes (3', 3'') verursacht wird, bestimmt wird, und • der aufgewendete Energieeintrag unter Verwendung dieser Widerstandsänderung ΔR des Reaktorelementes (1) indirekt ermittelt wird.Method according to Claim 1, characterized in that • the electrical resistance R of the reactor element ( 1 ), and • the change in the resistance ΔR due to a temperature drop ΔT of the reactor element ( 1 ) caused by the thermolytic reaction of urea ( 3 ' . 3 '' ), and • the energy input applied using this resistance change ΔR of the reactor element ( 1 ) is determined indirectly. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass • die Widerstandsänderung ΔR des Reaktorelementes (1) in der Art bestimmt wird, dass das Reaktorelement (1) an eine konstante Spannungsquelle angeschlossen wird und die Änderung ΔI eines durch das Reaktorelementes (1) fließenden Stromes 1 infolge der Widerstandsänderung ΔR bestimmt wird.Method according to Claim 3, characterized in that • the change in resistance ΔR of the reactor element ( 1 ) is determined in such a way that the reactor element ( 1 ) is connected to a constant voltage source and the change .DELTA.I a through the reactor element ( 1 ) flowing stream 1 as a result of the resistance change .DELTA.R is determined. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zur Erwärmung des Reaktorelementes (1) eine Heizvorrichtung vorgesehen wird, dadurch gekennzeichnet, dass • dieser Heizvorrichtung zur Aufspaltung des zugeführten Harnstoffs (3', 3'') eine Solltemperatur vorgegeben wird, • der zur Aufrechterhaltung der Solltemperatur erforderliche Energiebedarf der Heizvorrichtung bestimmt wird, und • der aufgewendete Energieeintrag unter Verwendung des zur Aufrechterhaltung der Solltemperatur erforderlichen Energiebedarfs indirekt ermittelt wird.Process according to claim 1, wherein for heating the reactor element ( 1 ) a heating device is provided, characterized in that • this heating device for splitting the supplied urea ( 3 ' . 3 '' ) a setpoint temperature is specified, • the energy required to maintain the setpoint temperature of the heating device is determined, and • the energy input is determined indirectly using the energy required to maintain the setpoint temperature energy demand. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche zum Zweck der Dosierung von festem Harnstoff (3', 3'') als Reduktionsmittel für einen SCR-Katalysator, umfassend • einen Reaktor zur Aufspaltung von festem Harnstoff (3', 3'') in Ammoniak (NH3) und Isocyansäure (HNCO) im Rahmen einer Thermolyse, und • eine Dosiereinheit zur Zuführung von Harnstoffpellets (3', 3'') zu diesem Reaktor, dadurch gekennzeichnet, dass • der Reaktor ein beheizbares Reaktorelement (1) aufweist, um die für die Thermolyse erforderliche Wärmemenge in den Harnstoff (3', 3'') einzutragen, und • Mittel (4) vorgesehen sind, mit denen die in den zugeführten Harnstoff eingetragene Wärmemenge bestimmbar ist.Apparatus for carrying out a method according to one of the preceding claims for the purpose of metering solid urea ( 3 ' . 3 '' ) as a reducing agent for an SCR catalyst, comprising • a reactor for the decomposition of solid urea ( 3 ' . 3 '' ) in ammonia (NH 3 ) and isocyanic acid (HNCO) as part of a thermolysis, and • a metering unit for supplying urea pellets ( 3 ' . 3 '' ) to this reactor, characterized in that • the reactor is a heatable reactor element ( 1 ) to the amount of heat required for the thermolysis in the urea ( 3 ' . 3 '' ), and • means ( 4 ) are provided, with which the registered in the urea heat amount can be determined. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass • das Reaktorelement (1) eine Reaktorplatte (2) aufweist.Apparatus according to claim 6, characterized in that • the reactor element ( 1 ) a reactor plate ( 2 ) having. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass • ein Temperatursensor vorgesehen ist, mit dem die Temperatur T des Reaktorelementes (1) erfassbar ist, und • dieser Temperatursensor das Mittel darstellt, mit dem die eingetragene Wärmemenge bestimmbar ist.Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that • a temperature sensor is provided, with which the temperature T of the reactor element ( 1 ), and • this temperature sensor represents the means with which the registered amount of heat can be determined. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass • eine Spannungsquelle vorgesehen ist, an welche das Reaktorelement (1) angeschlossen ist, und • eine Strommesseinrichtung (4) vorgesehen ist, mit der ein durch das Reaktorelement (4) fließender Strom I messtechnisch erfassbar ist.Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that • a voltage source is provided, to which the reactor element ( 1 ), and • a current measuring device ( 4 ) is provided with the one through the reactor element ( 4 ) flowing current I is metrologically detectable. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass • eine Heizvorrichtung zur Erwärmung des Reaktorelementes (1) vorgesehen ist.Device according to one of claims 6 to 9, characterized in that • a heating device for heating the reactor element ( 1 ) is provided. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass • eine Messeinrichtung vorgesehen ist, mit welcher der Energiebedarf der Heizvorrichtung messtechnisch erfassbar ist.Device according to claim 10, characterized in that that • one Measuring device is provided, with which the energy requirement of Heating device can be detected metrologically.
DE102006021877A 2006-05-11 2006-05-11 Method for metering solid urea (CO (NH 2) 2) Active DE102006021877B4 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006021877A DE102006021877B4 (en) 2006-05-11 2006-05-11 Method for metering solid urea (CO (NH 2) 2)
EP07101318A EP1854973B1 (en) 2006-05-11 2007-01-29 Method for dosing solid urea (CO(NH2)2) and device for applying such a method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006021877A DE102006021877B4 (en) 2006-05-11 2006-05-11 Method for metering solid urea (CO (NH 2) 2)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102006021877A1 true DE102006021877A1 (en) 2007-11-15
DE102006021877B4 DE102006021877B4 (en) 2008-09-25

Family

ID=38328229

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102006021877A Active DE102006021877B4 (en) 2006-05-11 2006-05-11 Method for metering solid urea (CO (NH 2) 2)

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP1854973B1 (en)
DE (1) DE102006021877B4 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011004900A1 (en) 2011-03-01 2012-09-06 Dirk Dombrowski Combined, mineral desulfurizing- and reducing agent, useful e.g. for desulfurization, denitrogenation and/or neutralization of hydrogen chloride and/or hydrogen fluoride of exhaust gases from combustion processes, comprises porous granules
CN106569428A (en) * 2016-11-14 2017-04-19 深圳云联讯数据科技有限公司 Intelligent electricity meter active discovering and monitoring method based on cloud platform
MX2019015129A (en) * 2017-06-16 2020-02-07 Watlow Electric Mfg Temperature-based control of reagent distribution.

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19727268C1 (en) * 1997-06-26 1999-01-14 Siemens Ag Validation of reductant dosing unit for hot diesel exhaust gas selective catalytic reducer
DE19845944A1 (en) * 1997-12-12 1999-06-17 Fev Motorentech Gmbh & Co Kg Process for the reduction of nitrogen oxides in exhaust gases containing oxygen, in particular exhaust gases from internal combustion engines
DE10206028A1 (en) * 2002-02-14 2003-08-28 Man Nutzfahrzeuge Ag Process and apparatus for producing ammonia

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5809775A (en) * 1997-04-02 1998-09-22 Clean Diesel Technologies, Inc. Reducing NOx emissions from an engine by selective catalytic reduction utilizing solid reagents
DE19719998C2 (en) * 1997-05-13 2003-10-30 Daimler Chrysler Ag Method and device for nitrogen oxide reduction in the exhaust gas of a combustion device
DE10323591A1 (en) * 2003-05-16 2004-12-02 E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH Device for producing a gas from a sublimation material, preferably ammonia from ammonium carbamate, comprises a heating arrangement assigned to sublimation material in a container

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19727268C1 (en) * 1997-06-26 1999-01-14 Siemens Ag Validation of reductant dosing unit for hot diesel exhaust gas selective catalytic reducer
DE19845944A1 (en) * 1997-12-12 1999-06-17 Fev Motorentech Gmbh & Co Kg Process for the reduction of nitrogen oxides in exhaust gases containing oxygen, in particular exhaust gases from internal combustion engines
DE10206028A1 (en) * 2002-02-14 2003-08-28 Man Nutzfahrzeuge Ag Process and apparatus for producing ammonia

Also Published As

Publication number Publication date
DE102006021877B4 (en) 2008-09-25
EP1854973A3 (en) 2009-04-29
EP1854973B1 (en) 2012-03-14
EP1854973A2 (en) 2007-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102016213322B4 (en) Dual catalyst heating system
DE10347132B4 (en) exhaust aftertreatment systems
DE10349126B4 (en) Method and apparatus for controlling an SCR catalyst
EP3025045B1 (en) Method for diagnosing an exhaust gas catalytic converter, and motor vehicle
DE69933424T2 (en) Method and device for removing nitrogen oxides from the exhaust pipe of an internal combustion engine
EP1873367B1 (en) Method for operating a combustion engine having a four-way catalyst
DE102012218728B4 (en) Method for monitoring a storage catalytic converter of an internal combustion engine
DE102016223558A1 (en) Exhaust gas purification with double reducing agent introduction
DE102005062120A1 (en) Method and device for monitoring an exhaust aftertreatment system
DE102008048854A1 (en) Control strategy for a catalyst concept for exhaust aftertreatment with several nitrogen oxide storage catalysts
DE102015224629B4 (en) Exhaust gas purification system and method for desulphurizing a nitrogen oxide storage catalyst of an exhaust gas purification system provided with a nitrogen oxide storage catalyst and a selective catalytic reduction catalyst
DE102010060330A1 (en) Method for monitoring a pollutant concentration in the exhaust gas of an internal combustion engine
DE102012209538A1 (en) Method and device for checking the functionality of hydraulic components in an exhaust aftertreatment system for a motor vehicle
DE102007044610A1 (en) Method for detecting the minimum opening time of a reducing agent supply device in an exhaust aftertreatment system with an SCR catalyst
DE202015104421U1 (en) Dual catalyst heating system
DE102006021877B4 (en) Method for metering solid urea (CO (NH 2) 2)
DE102006021303B4 (en) Method for monitoring and / or controlling at least one exhaust aftertreatment system of an internal combustion engine
DE102006029211B4 (en) Method for the combined regeneration of a particulate filter and desulfurization of a storage catalyst
DE102016123417B4 (en) Exhaust gas purification device of an internal combustion engine
DE102013217169B4 (en) Process and system for exhaust aftertreatment
DE102016101002B4 (en) Emission control system for an engine
DE102016210897B4 (en) Control of nitrogen oxide emissions in high-load operating phases
EP1837496B1 (en) Internal combustion engine with combined exhaust treatment system and method of operation of such an internal combustion engine
DE102008047722A1 (en) Exhaust gas cleaning system operating method for Otto-internal combustion engine of motor vehicle, involves operating engine with air/fuel mixture when operating condition of engine produces exhaust gas temperature below preset temperature
DE102017205197B4 (en) Method for operating an exhaust aftertreatment device

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
R082 Change of representative

Representative=s name: DOERFLER, THOMAS, DR.-ING., DE

R082 Change of representative

Representative=s name: MARKOWITZ, MARKUS, DR.-ING., DE